CN102865786A - 一种基于电子延期体的高精度雷管爆破系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电子延期体的高精度雷管爆破系统，包括通过电源线连接的起爆器和电子延期体雷管。为了保持爆破系统的精简及可靠性，起爆器与电子延期体雷管之间不采用通讯协议的办法控制电子延期体雷管起爆，仅通过状态识别实现起爆。通过采用电子延期体，代替化学延期药剂，杜绝生产过程中的化学药剂污染和爆破现场的铅污染。通过采用OSC振荡器，并利用激光校正后，能够达到99％的精度。通过下调电源线电压的方式，实现状态识别，并保持固定时间段T，在固定时间段T保持完成的瞬时，各个电子雷管同时启动定时，保证了系统的高精度延时。

Description

一种基于电子延期体的高精度雷管爆破系统

技术领域

本发明涉及火工品及电子技术领域，特别涉及一种基于电子延期体的高精度雷管爆破系统。

背景技术

现在的延期雷管，大多采用化学延期药剂，通过调整药剂配方，灌装铅管进行多次拉伸，形成多芯铅延体后进行切割，装入雷管进行腰掐，组装成延期雷管。根据化学药剂延期的特性，制定了若干的时间段，以实现不同的延期时间。由于化学药剂的离散特性，同等长度的药延体之间，延期时间偏差很大，高延时段延期雷管经常出现串段现象，造成产品报废。另外，化学延期药剂造成的铅污染非常严重。

电子延期体的出现，从根本上解决了化学延期药剂铅污染的问题，有效解决了延期时间偏差过大的问题，但是现有电子延期体雷管，为了达到高精度，功能加强的同时，也造成了系统的繁杂冗余，比如采用复杂的通讯协议等，而且这样的系统成本高昂，一般性的用户需求根本没必要选择如此复杂的系统。

发明内容

本发明的目的是，为了保持爆破系统的精简及可靠性，起爆器与电子延期体雷管之间不采用通讯协议的办法控制电子延期体雷管起爆，仅通过状态识别实现起爆，解决了现有雷管系统采用通讯协议通讯造成系统繁杂冗余的问题，系统简化的同时，通过激光校正OSC振荡器的方法，将系统精度提高到99％。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于电子延期体的高精度雷管爆破系统，包括通过电源线实现连接的起爆器和电子延期体雷管。所述电子延期体雷管，包含定时电路、起爆状态识别电路、数字控制电路、起爆开关、电源电路、复位电路、储能电容和桥丝组成的外围电路。所述定时电路一端连接数字控制电路，一端连接起爆开关，所述定时电路包含OSC振荡器，经过激光校正后，能够达到99％的精度，所述OSC振荡器为定时电路、数字控制电路提供时钟基准。所述起爆状态识别电路一端连接电源线，一端连接数字控制电路，所述起爆状态识别电路，由比较器组成，比较器的输入信号是起爆器提供的VDD，当VDD的电压大于VDD1时，比较器输出高电平给数字控制电路，表示处于充电状态；当VDD的电压低于VDD2，并连续保持固定时间段T时，比较器输出低电平给数字控制电路，表示处于起爆状态。所述起爆器检测到所有电子延期体雷管均完成充电过程时，下调电源线上的充电电压到起爆电压，并保持固定时间段T。所述电子延期体雷管检测到电源线上的电压由充电电压下调到起爆电压，并保持固定时间段T，所有电子延期体雷管在固定时间段T保持完成的瞬时，同时启动定时电路。每个电子延期体雷管按照预先设定的延时时间开始延时，延时完毕，启动起爆开关，起爆开关控制储能电容和桥丝组成的外围电路，实现起爆。

优选地，所述电子延期体雷管，还包含充电及检测电路，一端连接电源线，一端连接数字控制电路，一端连接储能电容和桥丝组成的外围电路。所述充电及检测电路，由MOS管和比较器组成，比较器的输入接在储能电容的正端。MOS管平常处于导通状态，接到数字控制电路发来的检测信号后，短时断开MOS管，若电容焊接正常，比较器就输出一个正常信号给数字控制电路，若储能电容未焊接或失效，则比较器的输入无信号，比较器就输出一个异常信号给数字控制电路。

优选地，所述电子延期体雷管，还包含防逆流电路，一端连接电源线，一端连接充电及检测电路。所述防逆流电路，由二极管组成，当电源线电压从充电电压下调到起爆电压时，会存在很大的落差，此二极管起到防止电流倒灌的作用，保证已充入储能电容的电能不会异常泄放。

优选地，所述电子延期体雷管，还包含桥丝检测电路，一端连接数字控制电路，一端连接储能电容和桥丝组成的外围电路。所述桥丝检测电路，由电压基准输出和比较器组成，电压基准通过MOS管接到桥丝的一端，比较器的输入接到桥丝的另一端。当接到来自数字控制电路的检测信号后，接通MOS管，将电压基准接到桥丝上，若桥丝正常接上，则比较器的输入为电压基准信号，比较器就输出一个正常信号给数字控制电路，若桥丝未焊接或已断开，则比较器的输入无信号，比较器就输出一个桥丝异常信号给数字控制电路。

所述电源电路，连接定时电路、起爆状态识别电路、数字控制电路、起爆开关、复位电路，为定时电路、起爆状态识别电路、数字控制电路、起爆开关、复位电路工作提供电源。

优选地，所述电源电路，连接充电及检测电路、桥丝检测电路，为所述充电及检测电路、桥丝检测电路工作提供电源。

所述复位电路，连接定时电路、数字控制电路，雷管上电时，当内部电源达到幅值的90％且稳定后，产生复位信号，或内部电源跌落幅值超过20％时，产生一个复位信号，直至电源恢复正常。

由上述技术方案可知，本发明具有以下有益效果：

1.通过采用电子延期体，代替化学延期药剂，杜绝生产过程中的化学药剂污染和爆破现场的铅污染。

2.通过采用OSC振荡器，并利用激光校正后，能够达到99％的精度。

3.起爆器与电子延期体雷管之间通过状态识别实现起爆，而不采用通讯协议的办法，整个系统精简而可靠。

4.通过下调电源线电压的方式，实现状态识别，并保持固定时间段T，在固定时间段T保持完成的瞬时，各个电子雷管同时启动定时，保证了系统的高精度延时。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明所述雷管爆破系统的基础组成框图。

图2为本发明所述雷管爆破系统优化的组成框图。

图3为本发明所述雷管爆破系统进一步优化的组成框图。

图4为本发明所述雷管爆破系统另一种优化的组成框图。

图5为本发明所述雷管爆破系统最优化的组成框图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明所述雷管爆破系统的基础组成框图。所述基于电子延期体的高精度雷管爆破系统，包括通过电源线实现连接的起爆器500和电子延期体雷管800。电子延期体雷管800，包含定时电路803、起爆状态识别电路801、数字控制电路802、起爆开关804、电源电路806、复位电路807、储能电容和桥丝组成的外围电路805。定时电路803，一端连接数字控制电路802，一端连接起爆开关804。定时电路803包含OSC振荡器，主频为32.768kHz，经过激光校正后，能够达到99％的精度，所述OSC振荡器为定时电路803、数字控制电路802提供时钟基准。起爆状态识别电路801，一端连接电源线，一端连接数字控制电路802。起爆状态识别电路801，由比较器组成，比较器的输入信号是起爆器500提供的VDD，当VDD的电压大于VDD1时，比较器输出高电平给数字控制电路802，表示处于充电状态；当VDD的电压低于VDD2，并连续保持固定时间段T时，比较器输出低电平给数字控制电路802，表示处于起爆状态。实际组网过程中，起爆器500连接多个电子延期体雷管800。起爆器500检测到所有电子延期体雷管800均完成充电过程时，下调电源线上的充电电压到起爆电压，并保持固定时间段T。电子延期体雷管800检测到电源线上的电压由充电电压下调到起爆电压，并保持固定时间段T，所有电子延期体雷管800在固定时间段T保持完成的瞬时，同时启动定时电路803。每个电子延期体雷管800按照预先设定的延时时间开始延时，延时完毕，启动起爆开关804，起爆开关804控制储能电容和桥丝组成的外围电路805，实现起爆。

VDD的取值范围是13V-11V，优选12V。VDD1的取值范围是12V-9V，优选9V。VDD2的取值范围是5V-7V，优选7V。

如图2所示，为本发明所述雷管爆破系统优化的组成框图。电子延期体雷管800，还包含充电及检测电路808，一端连接电源线，一端连接数字控制电路802，一端连接储能电容和桥丝组成的外围电路805。充电及检测电路808，由MOS管和比较器组成，比较器的输入接在储能电容的正端。MOS管平常处于导通状态，接到数字控制电路802发来的检测信号后，短时断开MOS管，若电容焊接正常，比较器就输出一个正常信号给数字控制电路802，若储能电容未焊接或失效，则比较器的输入无信号，比较器就输出一个异常信号给数字控制电路802。

如图3所示，为本发明所述雷管爆破系统进一步优化的组成框图。电子延期体雷管800，还包含防逆流电路809，一端连接电源线，一端连接充电及检测电路808。防逆流电路809，由二极管组成，当电源线电压从充电电压下调到起爆电压时，会存在很大的落差，此二极管起到防止电流倒灌的作用，保证已充入储能电容的电能不会异常泄放。

如图4所示，为本发明所述雷管爆破系统另一种优化的组成框图。电子延期体雷管800，还包含桥丝检测电路810，一端连接数字控制电路802，一端连接储能电容和桥丝组成的外围电路805。桥丝检测电路810，由电压基准输出和比较器组成，电压基准通过MOS管接到桥丝的一端，比较器的输入接到桥丝的另一端。当接到来自数字控制电路802的检测信号后，接通MOS管，将电压基准接到桥丝上，若桥丝正常接上，则比较器的输入为电压基准信号，比较器就输出一个正常信号给数字控制电路802，若桥丝未焊接或已断开，则比较器的输入无信号，比较器就输出一个桥丝异常信号给数字控制电路802。

如图5所示，为本发明所述雷管爆破系统最优化的组成框图。电子延期体雷管800，包含定时电路803、起爆状态识别电路801、数字控制电路802、起爆开关804、电源电路806、复位电路807、储能电容和桥丝组成的外围电路805、充电及检测电路808、防逆流电路809、桥丝检测电路810。电源电路806，连接定时电路803、起爆状态识别电路801、数字控制电路802、起爆开关804、复位电路807、充电及检测电路808、桥丝检测电路810，为定时电路803、起爆状态识别电路801、数字控制电路802、起爆开关804、复位电路807、充电及检测电路808、桥丝检测电路810工作提供电源。复位电路807，连接定时电路803、数字控制电路802，雷管上电时，当内部电源达到幅值的90％且稳定后，产生复位信号，或内部电源跌落幅值超过20％时，产生一个复位信号，直至电源恢复正常。

本发明为了保持爆破系统的精简及可靠性，起爆器与电子延期体雷管之间不采用通讯协议的办法控制电子延期体雷管起爆，仅通过状态识别实现起爆；通过采用电子延期体，代替化学延期药剂，杜绝生产过程中的化学药剂污染和爆破现场的铅污染；通过采用OSC振荡器，并利用激光校正后，能够达到99％的精度；通过下调电源线电压的方式，实现状态识别，并保持固定时间段T，在固定时间段T保持完成的瞬时，各个电子雷管同时启动定时，保证了系统的高精度延时。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于电子延期体的高精度雷管爆破系统，包括通过电源线实现连接的起爆器和电子延期体雷管，其特征在于：

所述电子延期体雷管，包含定时电路、起爆状态识别电路、数字控制电路、起爆开关、电源电路、复位电路、储能电容和桥丝组成的外围电路；

所述定时电路一端连接数字控制电路，一端连接起爆开关，所述定时电路包含OSC振荡器，经过激光校正后，能够达到99％的精度，所述OSC振荡器为定时电路、数字控制电路提供时钟基准；

所述起爆状态识别电路一端连接电源线，一端连接所述数字控制电路，所述起爆状态识别电路，由比较器组成，比较器的输入信号是起爆器提供的VDD，当VDD的电压大于VDD1时，比较器输出高电平给数字控制电路，表示处于充电状态；当VDD的电压低于VDD2，并连续保持固定时间段T时，比较器输出低电平给数字控制电路，表示处于起爆状态；

所述起爆器检测到所有电子延期体雷管均完成充电过程时，下调电源线上的充电电压到起爆电压，并保持固定时间段T；

所述电子延期体雷管检测到电源线上的电压由充电电压下调到起爆电压，并保持固定时间段T，所有电子延期体雷管在固定时间段T保持完成的瞬时，同时启动定时电路；

每个电子延期体雷管按照预先设定的延时时间开始延时，延时完毕，启动起爆开关，起爆开关控制储能电容和桥丝组成的外围电路，实现起爆。

2.根据权利要求1所述的基于电子延期体的高精度雷管爆破系统，其特征在于：

所述电子延期体雷管，还包含充电及检测电路，一端连接电源线，一端连接数字控制电路，一端连接储能电容和桥丝组成的外围电路；

所述充电及检测电路，由MOS管和比较器组成，比较器的输入接在储能电容的正端；

MOS管平常处于导通状态，接到数字控制电路发来的检测信号后，短时断开MOS管，若电容焊接正常，比较器就输出一个正常信号给数字控制电路，若储能电容未焊接或失效，则比较器的输入无信号，比较器就输出一个异常信号给数字控制电路。

3.根据权利要求2所述的基于电子延期体的高精度雷管爆破系统，其特征在于：

所述电子延期体雷管，还包含防逆流电路，一端连接电源线，一端连接充电及检测电路；

所述防逆流电路，由二极管组成，当电源线电压从充电电压下调到起爆电压时，会存在很大的落差，此二极管起到防止电流倒灌的作用，保证已充入储能电容的电能不会异常泄放。

4.根据权利要求1所述的基于电子延期体的高精度雷管爆破系统，其特征在于：

所述电子延期体雷管，还包含桥丝检测电路，一端连接数字控制电路，一端连接储能电容和桥丝组成的外围电路；

所述桥丝检测电路，由电压基准输出和比较器组成，电压基准通过MOS管接到桥丝的一端，比较器的输入接到桥丝的另一端；

当接到来自数字控制电路的检测信号后，接通MOS管，将电压基准接到桥丝上，若桥丝正常接上，则比较器的输入为电压基准信号，比较器就输出一个正常信号给数字控制电路，若桥丝未焊接或已断开，则比较器的输入无信号，比较器就输出一个桥丝异常信号给数字控制电路。

5.根据权利要求3所述的基于电子延期体的高精度雷管爆破系统，其特征在于：

所述电子延期体雷管，还包含桥丝检测电路，一端连接数字控制电路，一端连接储能电容和桥丝组成的外围电路；

所述桥丝检测电路，由电压基准输出和比较器组成，电压基准通过MOS管接到桥丝的一端，比较器的输入接到桥丝的另一端；

当接到来自数字控制电路的检测信号后，接通MOS管，将电压基准接到桥丝上，若桥丝正常接上，则比较器的输入为电压基准信号，比较器就输出一个正常信号给数字控制电路，若桥丝未焊接或已断开，则比较器的输入无信号，比较器就输出一个桥丝异常信号给数字控制电路。

6.根据权利要求1所述的基于电子延期体的高精度雷管爆破系统，其特征在于：

所述电源电路，连接定时电路、起爆状态识别电路、数字控制电路、起爆开关、复位电路，为定时电路、起爆状态识别电路、数字控制电路、起爆开关、复位电路工作提供电源。

7.根据权利要求5所述的基于电子延期体的高精度雷管爆破系统，其特征在于：

所述电源电路，连接充电及检测电路、桥丝检测电路，为充电及检测电路、桥丝检测电路工作提供电源。

8.根据权利要求1所述的基于电子延期体的高精度雷管爆破系统，其特征在于：

所述复位电路，连接定时电路、数字控制电路，雷管上电时，当内部电源达到幅值的90％且稳定后，产生复位信号，或内部电源跌落幅值超过20％时，产生一个复位信号，直至电源恢复正常。

Images